专利名称：一种黄磷精制及磷泥处理设备的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及非金属元素的制备，具体而言，涉及黄磷的制备。
众所周知，电炉法生产黄磷生产过程中从受磷槽冷凝下来的粗磷需要通过在精制锅中漂洗、静置分层得到一部分产品；大量的磷泥及漂洗水还须通过后处理，进一步回收磷泥中的黄磷，以提高黄磷的产率，减轻其对环境的污染。目前，从磷泥中回收黄磷常用的方法主要有化学法与物理法。化学法是采用添加化学药物以破坏磷泥的胶体结构，使黄磷和杂质分离从而达到回收黄磷的目的。该法的缺点是成本高、设备多、分离时间长、生产效率低，同时，设备腐蚀严重、操作随意性大、黄磷回收率低，残液还需要中和处理。物理法又有加热法和真空抽滤两种。前者是将磷泥加热，使其中的黄磷气化，再冷凝、分离与回收产品；后者是将磷泥用滤布进行真空抽滤，从而回收其中的黄磷。这两种物理法均存在着能耗高、操作环境差、回收率低的缺点，加热法还有过程复杂、设备腐蚀严重等问题，真空抽滤还有过滤效果不稳定、操作环境恶劣、滤布消耗量大、更换频繁等问题。纵观传统的黄磷生产工艺流程，无论化学法与物理法，所使用的一级精制设备——精制锅结构简单、功能单一、效率低，一次精制的产品得率低，因而必须用较庞大的二级精制设备来处理磷泥与含磷污水，造成整个工艺流程长、设备多、效率低、互助性差。磷泥及含磷污水在其间来回传输，耗费动力及蒸汽，操作中还常因磷的泄漏、自燃、冒烟而污染环境，危害工人健康。
本实用新型的设计目的，在于提供一种能克服传统工艺缺陷的高效、多功能的黄磷精制与磷泥处理的装置，以简化黄磷生产流程、降低能耗、改善操作环境、提高生产效率和经济效益。
本实用新型的设计人通过长期研究，针对传统工艺存在的缺点并结合黄磷生产的需要，设计出一种密闭的圆筒状设备，其底部为倒锥形，内部由中心管组(1)、带导向板的中心内筒(2)、双层溢流堰(9)、斜板沉降槽(4)、分格式环形过滤器(A)组成。该设备称为精制器，可将黄磷生产中粗磷的精制与磷泥的精制集中完成，辅之以一台循环泵，即可完成高效沉降分离、强制循环漂洗、加药分解、多次加压过滤、反复洗涤等工艺操作。
根据工艺需要，精制器上设计有各种物料的进出口，底部锥体有保温夹套(17)，筒体上还有用于检修的人孔(13)。
中心管组(1)由中心热水管、下端的热水分布管、上部污水进口套管等组成。
中心内筒(2)上部为圆筒形，下部为倒锥形，下带导向板。
双层溢流堰(9)设计在精制器顶部，分上、下两层，堰呈锯齿状。
斜板沉降槽(4)设计在精制器中部，它是由若干块斜置的金属板组成，形成一个上大下小的多层锥形容器，以加速磷滴沉降、聚集。直筒部为带锥底的黄磷沉降槽。
环形过滤器(A)设计在精制器壳体与黄磷沉降槽壳体的环间，由上筛板(24)、下筛板(26)组成，中间夹有滤布(23)，并用带楔子(6)的龙门卡(5)锁紧滤布。
精制器的工作原理如下由受磷槽来的溢流污水流入一台精制器，从中心管(1)分布流经斜板，使夹带於其中、比重较大的磷滴沉降聚积，沿斜流向沉降槽下部，并与向上翻流的污水流逆向接触洗涤，使磷滴与粘附的尘粒分离，聚集於槽底。污水则逐步升至器顶，沿上层堰(9)汇集后溢流至工厂的污水循环系统。当精制器用来精制粗磷时，靠自流或循环泵将粗磷引入。借助泵的动力使循环洗水与粗磷充分混合、逆流洗涤，流经斜板以截留下磷滴，并逐步聚集在沉降槽；上层堰汇集的污水含磷少，溢出流入工厂污水循环系统，而下层堰汇集的污水含磷较多，则可用循环泵泵回循环使用。过程中酌情添补部分受磷槽溢流污水或热洗水。从受磷槽污水中回收的磷连同后加入的粗磷一起，经上述的循环洗涤、沉降，大部分尘粒杂质被洗除，此时停泵，改用热水漂洗。热水经由中心管(1)从底部以切线方式引入，产生一定的旋流切割作用，进一步强化对磷滴的漂洗和分离。经热水强漂洗后，稍经静置沉降便可分层为合格品从出口(14)引出装桶。为缩短作业时间，漂洗热水量稍大些，漂洗水上升时斜板可截留大部分磷，以提高一次精制磷的得率。流经斜板后的漂洗水中仍夹带一定量的磷，称为富泥磷，该漂洗水依靠位差从环管(10)汇集，经进口堰(12)流入环形过滤器的格间。一边漂洗，另一边则同时进行过滤。元素磷和水透过滤布集入环形槽下部，上层滤清水可泵回作为热洗水循环使用。停泵后改用较高温度的热水再次进行过滤洗涤，充分回收滤饼中的磷。滤出的磷一般为合格品，可从出口(15)引出装桶。若因滤布穿孔等故障造成不合格时，可将其泵入精制槽稍加静置分层，即得到合格品从出口(14)引出装桶。滤饼(残渣)中含磷量大为降低，可用滤液或热水返洗，加入化学药物并用泵打循环搅动，再加入少量蒸汽调温，破坏其胶状结构后，经漂洗、静置法得产品，或由底部出口管(16)引出经泵送入环形过滤器，再进行第二次压滤、洗涤得产品，残渣从出口(7)排出。残渣中含磷很低，可用于烧制磷酸等。
精制器可单台使用，也可如附图5那样设置双台，相互切换使用。
使用本实用新型提供的设备，可以使黄磷生产的工艺流程大大缩短、减少设备，减少占地面积5～10倍；节省投资40％～90％(视设备材质而异)；降低能耗，对于5000kVA型电炉，每年节电为64～220万kW.h；节约蒸汽1850t(折标煤约250t/a)，提高磷的收率5％～10％；改善了操作条件，减轻了环境污染。本实用新型的设备，可用于中、小型电炉黄磷生产的新建装置，也可用于原有装置的改扩建。
附
图1为本实用新型的精制器结构示意图；附图2为附
图1中A部放大示意图；附图3为附
图1中I—I断面示意图；附图4为附
图1的顶视图。
以上1～4图中，1为中心管组，2为带导向板的中心内筒，3为加药剂管，4为锥形斜板沉降槽，5为龙门卡，6为带锁紧扁条的楔子，7为残渣出口，8为滤液出口，9为双层溢流堰，10为富磷泥引出管，11为洗水管，12为富磷泥进口分布堰，13为人孔，14、15为黄磷出口，16、18为排渣口，17为保温夹套，19为保温水进口，20为保温水出口，21为筋板，22为固定式下支承栅，23为滤布，24为活动式上筛板，25为活动式上支承栅，26为固定式下筛板。
附图5为本实用新型的应用流程示意图，其中1为受磷槽，2为1号精制器，3为2号精制器，4为为循环泵。
实施例一条电炉容量为5000kVA的电炉黄磷生产线，其生产能力为年产2kt黄磷，采用两台如附
图1～4的精制器。该精制器外形如附
图1所示，圆筒直径为Φ2.8m，高4.2m，加锥底总高4.85m；其锥形中心内筒上部直径Φ500mm，下部直径Φ300mm，总高2.2m；锥形斜板沉降槽(4)斜板段高度为1.3m，圆锥部分直径Φ1.5m，直段高度为1.3m，锥段高度为0.8m，斜板间距0.1～0.19m，斜板用壁厚1.5mm的不锈钢材料制成；环形过滤器外径Φ2.8m，内径Φ1.5m，宽度为0.65m，上段高度为2.4m，下段高度为1.0m，过滤筛板用厚2～3mm的不锈钢制成，过滤器上、下格栅(22、25)及龙门卡(5)均用不锈钢材料制成；锥底保温夹套(17)间距50mm，用Φ50mm、长60mm的短管加固，筒体、锥体、顶盖、保温夹套均用厚度为6～8mm的碳钢制成。该精制器除人孔(13)、管道用法兰连接，过滤器用龙门卡固定外，其余均用焊接方式制成。富磷泥引出管(10)为环形管，用Φ89的碳钢无缝管制成，溢流堰用厚2mm的不锈钢制成锯齿状。两台精制器在生产线中的应用如附图5所示的方式。
权利要求1.电炉法黄磷生产工艺中一种黄磷精制及磷泥处理设备，特征在于它是一种密闭的设备，底部呈倒锥形，其内部由中心管组(1)、带导向板的中心筒(2)、双层溢流堰(9)、斜板沉降槽(4)、分格式环形过滤器(A)组成。
2.按照权利要求1所述的设备，其特征是该设备上有各种物料的进出口，底部锥体有保温夹套，筒体上有人孔。
3.按照权利要求1所述的设备，其特征是中心管组由中心热水管、下端热水分布管、上部污水进口套管组成。
4.按照权利要求1所述的设备，其特征是中心筒上部为圆筒形，下部为倒锥形，下带导向板。
5.按照权利要求1所述的设备，其特征是双层溢流堰位于设备上部，分上、下两层，堰呈锯齿状。
6.按照权利要求1所述的设备，其特征是斜板沉降槽位于设备中部，斜板段由若干块斜置的金属板组成锥形，直筒段为带锥底的沉降槽。
7.按照权利要求1所述的设备，其特征是环形过滤器在设备壳体与沉降槽壳体之环间，由上、下筛板及其间的滤布组成，用带楔子的龙门卡锁紧滤布。
8.按照权利要求1所述的设备，其特征在于设备及其部件采用不锈钢材料或碳钢材料制作。
专利摘要一种黄磷精制及磷泥处理设备，涉及非金属元素中黄磷的制备，目的是提供一种能克服传统工艺缺陷的工艺设备。本实用新型设计为一密闭的设备，底部呈倒锥形，内部由中心管组、带导向板的中心筒、双层溢流堰、斜板沉降槽、环形过滤器组成。该设备用于黄磷生产，可缩短流程、减少设备、节省投资、降低能耗、提高效率、改善操作环境、增加经济效益，既可用于新建中、小型黄磷生产装置，又可用于老装置的改造。
文档编号C01B25/00GK2222160SQ9521452
公开日1996年3月13日 申请日期1995年6月8日 优先权日1995年6月8日
发明者李文双 申请人:李文双